轴承滚道槽测量装置以及轴承滚道槽测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种轴承滚道槽测量装置以及轴承滚道槽测量方法。
【背景技术】
[0002] -般，轴承由内圈、外圈、多个滚动体以及保持架构成主要部分，所述内圈在外径 面形成有内侧轨道面（轴承滚道槽），所述外圈在内径面形成有外侧轨道面（轴承滚道 槽），所述多个滚动体以滚动自如的方式介于内圈的内侧轨道面与外圈的外侧轨道面之间， 所述保持架配置在内圈与外圈之间，并将各滚动体保持为在圆周方向上等间隔。
[0003] 因此，作为供滚动体（滚珠）滚动的轴承滚道槽，需要高精度地进行加工。因此， 需要对轴承滚道槽的剖面形状进行测量。在对轴承滚道槽的剖面形状进行测量的情况下， 例如，能够使用专利文献1中所示的形状测量仪。
[0004] 该专利文献1所记载的形状测量仪使支承为在X轴方向以及Z轴方向上移动自如 的触针沿被测量物的表面移动。
[0005] 在先技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本专利2992625号公报
[0008] 然而，在使触针在如轴承滚道槽那样底面为圆弧曲面的形状的构件上沿X轴以及 Z轴这两个轴向移动的测量方法中，对触针施加较大的负载，无法进行高精度的测量。并且， 在被测量部件（工件）为大型轴承的内圈、外圈的情况下，测量行程变大，导致测量装置的 大型化以及高成本化。另外，对于工件无法设置于测量装置这种更大型的轴承，需要进行将 工件切断的破坏检查。
【发明内容】
[0009] 发明要解决的课题
[0010] 因此，本发明提供一种能够进行高精度的测量、并且即使工件为大型轴承的内圈、 外圈也能够在不进行破坏检查的情况下进行测量的轴承滚道槽测量装置以及轴承滚道槽 测量方法。
[0011] 用于解决课题的方法
[0012] 本发明的轴承滚道槽测量装置具备：位移传感器，其以轴承滚道槽的横截面的槽 中心作为中心而转动，并对从该位移传感器的转动中心到槽底面的尺寸、即半径值进行检 测；转动角度检测机构，其对所述位移传感器的转动角度进行检测；以及计算机构，其根据 由所述位移传感器检测出的半径值以及由转动角度检测机构检测出的转动角度计算轴承 滚道槽的形状波形。
[0013] 本发明的轴承滚道槽测量方法用于测量轴承滚道槽的横截面形状，包括以下工 序：半径检测工序，其通过以轴承滚道槽的横截面的槽中心作为中心而转动的位移传感器 来检测从该转动中心到槽底面的尺寸、即半径值；转动角度检测工序，其对由所述位移传感 器检测出的半径值处的转动角度进行检测；以及计算工序，其根据由所述位移传感器检测 出的半径值以及由转动角度检测机构检测出的半径值处的转动角度，计算轴承滚道槽的形 状波形。
[0014] 根据本发明，能够使位移传感器一边以轴承滚道槽的横截面的槽中心作为中心而 转动，一边对从转动中心到槽底面的尺寸、即半径值进行检测。由此，能够求出轴承滚道槽 的横截面形整体的半径值。另外，能够对各半径值处的转动角度进行检测。因此，能够根据 半径值和转动角度计算轴承滚道槽的形状波形。并且，由于无需使触针沿着两个轴向移动， 因此能够将向位移传感器施加的负载抑制得较小。
[0015] 也可以是，轴承滚道槽测量装置具备固定机构，该固定机构固定具有轴承滚道槽 的工件，所述固定机构具有夹紧机构，该夹紧机构在将所述工件固定在规定设置位置的状 态下调整夹紧宽度，夹紧所述工件。对于这种具有夹紧机构的轴承滚道槽测量装置，无需 将工件设置于测量装置内，能够通过相对于工件调节夹紧机构的夹紧宽度来安装该测量装 置。即，由于无需使工件本身移动，因此即使是难以移动的大型工件，也能够计算出轴承滚 道槽的形状波形。
[0016] 另外，也可以是，轴承滚道槽测量装置具备进行所述位移传感器的定位的定位机 构，所述定位机构具有与轴承滚道槽嵌合的槽嵌合体。也可以是，轴承滚道槽测量装置具备 能够进行所述槽嵌合体的上下方向的位移的浮动结构。
[0017] 浮动结构能够由弹簧部件构成，或由促动器机构构成。在此，促动器是指将输入的 能量转换为物理运动的机构，是构成机械/电路的机械要素。该促动器主动地工作或驱动。 另外，促动器为驱动物体的驱动装置、以及通过该动作进行控制的机械装置或液压气压装 置。作为促动器的种类，有动力工作缸（液压缸、气缸、电动缸）、线性促动器（基于直线马 达的往复驱动装置）、以及橡胶促动器（利用对橡胶管进行的加减压所带来的变形的往复 驱动装置）等。
[0018] 能够利用钢球构成槽嵌合体。如果以此方式使用钢球，能够非常稳定地使槽嵌合 体与轴承滚道槽嵌合。
[0019] 具有滚道槽的工件既可以在内径面形成滚道槽，且槽嵌合体从工件内径侧与滚道 槽嵌合，也可以在外径面形成滚道槽，且槽嵌合体从工件外径侧与滚道槽嵌合。
[0020] 轴承滚道槽的横截面形状可以为单一圆形状，也可以为哥特圆形状，还可以为多 曲率圆形状。
[0021] 对于轴承滚道槽的横截面形状，计算机构能够使用最小二乘法，采用圆弧近似法 来计算槽的半径值与槽中心坐标。另外，还能够根据轴承滚道槽的半径值和槽中心坐标的 计算值，制图出在两点与哥特圆接触的假想圆。此外，还能够计算哥特圆与假想圆的接触点 角度，计算哥特圆与假想圆的接触点距离。
[0022] 轴承滚道槽测量装置能够具备针对转动中心与位移传感器的检测值的关系校正 机构，此时，关系校正机构能够使用槽形状模型或使用平面模型。
[0023] 所述位移传感器能够使用电子千分尺或激光位移传感器。电子千分尺是使用具有 接触式测头的检测器将微小位移转换为电量而进行测量的比较测量仪。该位移传感器以通 过位移来改变作为电阻抗的电阻、电容、电磁感应等电路要素的方式连接，利用在该位移传 感器的电路中产生的电流、电压的变化。激光位移传感器由发光元件与感光元件组合而构 成，在发光元件中使用半导体激光器。半导体激光器的光通过投光透镜而聚光，向测量对象 物照射。并且，从对象物漫反射的光线的一部分通过感光透镜而在感光元件上形成光斑。由 于每当该对象物移动时，光斑也进行移动，因此能够通过检测该光斑的位置而得知距离对 象物的位移量。
[0024] 发明效果
[0025] 根据本发明，能够根据半径值和转动角度对轴承滚道槽的形状波形进行计算，并 且能够将向位移传感器施加的负载抑制得较小。因此，能够进行高精度的轴承滚道槽的形 状测量。
[0026] 对于具备具有夹紧机构的固定机构的轴承滚道槽测量装置，能够在将工件固定在 规定设置位置的状态下调整夹紧宽度，夹紧所述工件，由此不需要进行工件侧的移动，即使 对于难以移动的大型工件，也能够进行轴承滚道槽的稳定的高精度的形状测量。
[0027] 在所述固定机构具有槽嵌合体的情况下，如果使槽嵌合体与轴承滚道槽嵌合，则 能够进行传感器的稳定的定位，能够进行更高精度的测量。
[0028] 在具有能够进行槽嵌合体的上下方向的位移的浮动结构的轴承滚道槽测量装置 中，槽嵌合体稳定地与轴承滚道槽嵌合。能够利用弹簧部件构成浮动结构或利用促动器机 构构成浮动结构，因此装置的设计方面的自由度大，是容易设计的装置。
[0029] 如果利用钢球构成槽嵌合体，则能够非常稳定地使槽嵌合体与轴承滚道槽嵌合， 能够进行精度更好的定位。并且，槽嵌合体在强度和刚性方面也优异，能够长期使用，从而 能够实现成本降低。
[0030] 作为工件，既可以是形成有内径面的滚道槽的外圈，也可以是在外径面形成有滚 道槽的内圈，另外，作为滚道槽，可以为单一圆形状，也可以为哥特圆形状，还可以为多曲率 圆形状。这样，能够应对各种工件。
[0031] 对于具备关系校正机构的轴承滚道槽测量装置，能够进行更高精度的测量。并且， 关系校正机构可以使用槽形状模型或使用平面模型，通用性方面优异。
[0032] 由于电子千分尺采用将机械性的微小位移电子放大的方式，因此如果使用电子千 分尺作为检测传感器，能够进行响应性方面优异的精密测量，还能够实现成本降低。另外， 由于激光位移传感器为非接触式传感器，因此如果使用激光位移传感器作为检测传感器， 则能够有效地防止测量时划伤工件。
【附图说明】
[0033] 图1是示出本发明的实施方式的轴承滚道槽测量装置的简略框图。
[0034] 图2是所述图1所示的轴承滚道槽测量装置的主要部分简略剖视图。
[0035] 图3是所述图1所示的轴承滚道槽测量装置的主要部分简略侧视图。
[0036] 图4是示出所述图1所示的轴承滚道槽测量装置的位移传感器与滚道槽的关系的 简图。
[0037] 图5是示出使用钢球的假想圆的简略图。
[0038] 图6是示出轴承滚道槽的槽底的径向位置与转动角度的关系的曲线图。
[0039] 图7是轴承滚道槽的形状波形图。
[0040] 图8是哥特量、接触点以及接触角度的说明图。
[0041] 图9是哥特量、接触点以及接触角度的说明图。
[0042] 图10是示出槽形状模型的立体图。
[0043] 图11是使用示出本发明的实施方式的轴承滚道槽测量装置测量出的、使用了内 圈与外圈的轴承的剖视图。
[0044] 图12是通过所述图1等所示的轴承滚道槽测量装置进行槽测量后的轴承的简略 剖视图。
【具体实施方式】
[0045] 以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
[0046] 图11示出通过本发明的轴承滚道槽测量装置进行槽测量后的轴承（球轴承）。轴 承由外圈1、内圈2、多个作为滚动体的滚珠4以及保持架5构成主要部分，所述外圈1在内 径面形成有外侧轨道面（滚道槽）la，